如何生成1億個手機號碼?Python生成隨機數的22種方法,random函式太強了~

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大家好,這裡是Python程式設計師晚楓。

案例解析

最近在網上看到一個python的面試題目:如何用Python生成1億個手機號碼?

我第一眼看到的時候心想,這個還不簡單?直接random.randint(1,999999999999)就完事了。

但是馬上就發現了這其中的錯誤:這個是生成1-99999999之間的隨機數,可能是1,也可能是666.

但電話號碼是11位的,而且前3位只有指定的號段,比如135、136。直接random.randint(1,999999999999)這麼做並不符合條件。

那麼如何生成呢?於是有了下面這段程式碼:

``` import random def create_phone_num(num): all_phone_nums = set() # 存放生成的電話號碼 while True: # 因為set會自動去重,因此死迴圈生成電話號碼,直到等於num個號碼停止 start = random.choice(['135', '136', '137']) # 存放前3位的號段,從中隨機取一個 end = ''.join(random.sample(string.digits, 8)) # 隨機生成後面8位數字 all_phone_nums.add(f'{start}{end}') # 拼接前3位和後8位 if len(all_phone_nums) >= num: # 如果號碼個數等於num,則停止 break

phone_num(10000 * 10000) ```

經過這次寫程式碼我才發現,原來Python的random裡有那麼多好用的生成隨機數的方法。

我把它們全部整理出來了,今天我們就來一起學習一下~

如有遺漏或者錯誤,歡迎大家多多指點~

隨機數是哪個檔案生成的?

在上面的程式碼第一行:import random,我們匯入了random這個標準庫。

這個庫只有一個檔案:random.py,這個檔案的結構主要分為3個部分(如下圖所示),它們的作用分別是: - 2個主要的類:Random(_random.Random)SystemRandom(Random) - 其中我們使用最多的是Random() - 有2個測試方法:_test_generator(n, func, args)_test(N=2000) - 這一部分我們用不到 - 我們呼叫的函式:使用方法如上面程式碼的random.choicerandom.sample,具體使用方法,我們接下來會詳細解釋。 profile-water

random提供了哪些隨機數方法?

接下來我們重點講解作為python的使用者,我們會使用到哪些random的隨機數方法,也就是上文提到的random.py檔案裡的第3部分。

如下圖的程式碼所示,random提供的方法有22個,主要分為2類: - 普通使用者常用的方法,一共有12個; - 科學計算常用的方法,一共有10個

def-water

普通使用者的12個隨機數方法怎麼用?

對於上面這22個隨機數方法,我在這裡重點介紹一下普通使用者常用的那12個方法。

至於後面這個10個用於科學計算的方法,因為實在是高深,我就不在這裡浪費時間了,有興趣的同學,可以直接去翻一下數學書:《概率論》。

1. random.seed & random.getstate & random.setstate

把這3個放到一起說,是因為random本質上生成的是偽隨機數,而這3個函式,很好的體現了偽隨機數這個特性

程式碼示例:seed

```python

指定seed後,生成的隨機數一樣

random.seed(1) print('隨機數1:', random.random()) random.seed(1) print('隨機數2:', random.random())

output:

隨機數1: 0.13436424411240122

隨機數2: 0.13436424411240122

```

程式碼示例: random.getstate & random.setstate

```python

import random

random.seed(42)

print(random.sample(range(20), k=10))

st = random.getstate() # 取出生成上一行程式碼後,random的狀態

print(random.sample(range(20), k=20)) # print 20

random.setstate(st) # 恢復上一次的隨機狀態

print(random.sample(range(20), k=10)) # print same first 10

output:

[12, 0, 4, 3, 11, 10, 19, 1, 5, 18]

[4, 9, 0, 3, 10, 8, 16, 7, 18, 17, 14, 6, 2, 1, 5, 11, 15, 13, 19, 12]

[4, 9, 0, 3, 10, 8, 16, 7, 18, 17]

```

2. random.random

隨機生成一個[0,1)之間的浮點數

程式碼示例 python float = random.random() """ float = 0.123565654548978 """

3. random.uniform

產生[a,b]範圍內一個隨機浮點數

程式碼示例 python float = random.uniform(11,15) """ float = 13.882923467738049 """

4. random.randint

隨機生成[a,b]範圍內一個整數。

程式碼示例 python int = random.randint(1, 9) """ int = 2 """

5. random.choice

從非空序列中隨機選取一個數據並帶回,該序列可以是list、tuple、str、set。

程式碼示例 python str = random.choice("程式設計師晚楓原創系列") """ str = 原 """

6. random.choices

Python3.6版本新增。從叢集中隨機選取k次資料,返回一個列表,可以設定權重。一共有4個引數

  • population:叢集,必填。
  • weights:相對權重。
  • cum_weights:累加權重,不常用。不能和weights共用。
  • k:選取次數。

程式碼示例 python str = ["程", "序", "員", "晚", "楓"] res = random.choices(str, weights=[0, 0, 1, 0, 0], k=5) """ 因為給【員】這個字,通過weights引數增加了特別的權重:1,而其他的權重都是0,所以不論隨機選多少次,結果都是【員】 res = ['員', '員', '員', '員', '員'] """

7. random.randrange(a,b,step)

參考range的用法: - 不指定step,隨機生成[a,b)範圍內一個整數。 - 指定step,step作為步長會進一步限制[a,b)的範圍,比如randrange(0,11,2)意即生成[0,11)範圍內的隨機偶數。 - 不指定a,則預設從0開始。

程式碼示例 python int = random.randrange(3, 9) """ int = 5 """

8. random.sample

從集合中選取k個元素,返回一個列表,叢集可以是list、tuple、str、set。 - 不會重複:可以理解為發一副撲克牌,確實是隨機發,但是不會重複。 - 隨機次數,不能超過集合的長度。發牌的時候,一副牌有54張,不可能隨機抽取100次。

程式碼示例 python str = ["程", "序", "員", "晚", "楓"] res = random.sample(str, 5) """ res = ['員', '序', '程', '楓', '晚'] """

9. random.shuffle

打亂原來有順序的集合,注意:這個方法沒有返回值,它直接改變的是原集合的順序。所以如果你想改變tuple這種不可變的集合,會報錯。

程式碼示例 python str = ["程", "序", "員", "晚", "楓", "有", "順", "序"] random.shuffle(str) """ str = ['楓', '順', '員', '序', '有', '晚', '序', '程'] """

10. random.getrandbits

生成指定位數大小的整數。

程式碼示例 python int = random.getrandbits(8) """ int = 136 """

寫在最後

雖然自己是Python程式設計師,但是最近開發中卻發現很多基礎知識自己沒掌握。

於是決定從這一篇開始,我決定帶著當時加入Python時,餵馬劈柴面朝大海的浪漫情懷,去認真的深入整理分享Python常用的知識點。

希望對你有用。